Дергачева Маргарита Борисовна родилась 28 мая 1940 года в г. Алма-Ате, Казахской ССР. Окончила химический факультет Казахского Государственного университета в 1962 году, по специальности химия. С 1962 года работает в системе Академии наук и Министерства образования и науки Республики Казахстан (РК) в должности старшего лаборанта, младшего научного сотрудника, старшего научного сотрудника, заведующей лаборатории. В настоящее время – главный научный сотрудник лаборатории электрохимических технологий Института топлива, катализа и электрохимии им. Д.В.Сокольского, является активным членом Международного Электрохимического общества (ISE). Является экспертом МОН РК. Имеет степень доктора химических наук по специальности «физическая химия».. Диссертацию на степень доктора наук ««Термодинамика систем, образованных щелочными металлами, ртутью и металлами II -VI групп периодической системы элементов Д.И.Менделеева»,защитила в 1989г в специализированном совете Института проблем материаловедения АН Украины( г.Киев). В звании профессора утверждена в 1993г ВАК Республики Казахстан. В 1977 г опубликована монография « Термодинамика бинарных амальгамных систем», Алматы, 1977г. в соавторстве с Л.Ф.Козиным и Р.Ш.Нигметовой, в которой отражены результаты работы по этому направлению. Кроме того, было опубликовано более 100 научных статей и тезисов докладов по термодинамике сплавов и амальгам щелочных металлов.
Дергачева М.Б. имеет более 310 печатных работ и 42 изобретения. С 1994г М.Б.Дергачева являлась заведующей лабораторией электрохимии металлов и полупроводников, возглавляла направление исследований и являлась руководителем программ фундаментальных исследований. «Создание новых электродных материалов, сенсоров, фотопреобразователей» (1994-1996гг); «Теория электрохимического осаждения, как основа для создания новой технологии получения гетероструктурных полупроводниковых композиций и электродных материалов» (1997-1999гг); «Электрохимический метод создания пленочных композиций для использования в каскадных системах преобразования солнечного излучения» (2000-2002гг).», «Разработка теоретических основ современных электрохимических методов получения тонкопленочных полупроводниковых соединений»(2003-2005гг): «Разработка теоретических основ электрохимических процессов для создания нанотехнологий производства тонкопленочных полупроводников» (2006-2008гг) и прикладной темы «Создание базового фотопреобразователя для автономного источника электропитания»(2001-2003гг).
Исследования, выполненные в лаборатории электрохимии металлов и полупроводников ИОКЭ МОН РК под руководством М.Б.Дергачевой, по использованию теории электроосаждения для получения пленок двойных и тройных полупроводниковых соединений, позволяют прогнозировать условия для получения большого количества соединений, содержащих халькогениды металлов CdTe, СdSe, CdS, HgTe, CdxHg1-xTe, CuInSe2, CuInGaSe2 и другие. Метод электроосаждения пленок на твердых подложках позволяет получать каскадные структуры, в состав которых входят двойные и тройные полупроводниковые соединения, обладающие фоточувствительностью. Основной задачей исследований является определение оптимальных условий электрохимического получения пленочных слоев соединений CdTe, HgTe, CdSe, CuSex, InxSey, CuInSe2 и CdxHg1-xTe и доказательство их структурных и полупроводниковых свойств.
Высокий уровень разработок позволил коллективу лаборатории под руководством М.Б.Дергачевой участвовать в выполнении прикладных и инновационных программ
• темы «Тонкопленочные фотоэлементы для Казахстанских космических аппаратов» по реализации заданий Государственной программы “Развитие космической деятельности в Республике Казахстан на 2005-2007 годы
• темы «Создание опытного образца солнечной батареи с использованием тонкопленочных структур» 2006-2007 годы по гранту Национального Инновационного фонда РК
• рискового проекта на 2008г «Тонкопленочный солнечный элемент»
• в 2007-2010гг была выполнена работа по гранту МНТЦ “Развитие и исследование электроосаждения полупроводниковых тонких пленок для производства высокоэффективных солнечных элементов.”
Научная деятельность М.Б.Дергачевой связана с исследованием электрохимических и термодинамических свойств металлических сплавов и полупроводниковых систем и созданием тонкопленочных фотоэлементов с использованием электрохимических процессов. Все исследования связаны с созданием новых технологий получения материалов для металлургии, светотехнической промышленности, фотовольтаики.
Дергачева М.Б. имеет большой опыт работы на предприятиях по внедрению новых технологий. Она участвовала во внедрении амальгамных методов получения сверхчистых индия, кадмия и висмута на Чимкентском свинцовом заводе. На Полтавском заводе газоразрядных ламп под ее руководством внедрена технология и запущена установка по получению сверхчистой амальгамы натрия для производства натриевых ламп высокого давления Днат-400. На Павлодарском химическом заводе и на предприятии НПО «Алатау» ее организованы участки электролиза и внедрены новые электролизеры для производства полупроводниковых материалов для солнечных модулей. В настоящее время М.Б.Дергачева является руководителем проектов, выполняемых по грантам МОН РК 2015-2017г по темам «Фотоэлектрические элементы с CdSe электродами для возобновляемой энергетики» и «Новый перспективный полупроводниковый материал для тонкопленочных фотоэлементов». В результате предложена технология получения тонких пленок селена, теллура, сульфидов и селенидов кадмия с использованием процессов фотостимулированного переноса заряда. Разработан метод получения коллоидных растворов CdS с использованием фото и электрохимических процессов на границе раздела полупроводник/электролит. Эти процессы позволяют решить ряд фундаментальных и прикладных задач современной электрохимии и физики поверхности полупроводников. Исследованы закономерности строения межфазной границы раздела и кинетики электрохимических реакций, стимулированных освещением.. . В качестве официального научного руководителя Дергачева М.Б. подготовила 8 кандидатов химических наук ,а также подготовила магистров и бакалавров Казахстанско-Британского технического Университета и Казахского Национального Университета им. Аль-Фараби.
М.Б.Дергачева является активным членом Международного Электрохимического Общества (ISE) Швейцария с 1998г. Она участник большого числа международных конференций этого общества, а также конференций по термодинамике сплавов и фотовольтаике. (Франция, Испания, Россия, Швейцария, Германия)
Всего М.Б.Дергачевой опубликовано 310 научных статей и тезисов докладов, 1 монография, получено 42 Авторских свидетельств и патентов СССР и РК. М.Б.Дергачева имеет работы, опубликованные казахстанскими, российскими и зарубежными издательствами.
Научные публикации:
Некоторые публикации последних лет представлены ниже.
6.М.Б.Дергачева, Н.Н.Гуделева, Н.В.Пенькова, В.В.Чайкин. Современная технология изготовления тонкопленочных фотоэлементов для космических аппаратов.//Материалы Казахстанско-Украинской конференции «Современные космические технологии», Алматы, 2008. С.64-69.
7.M.B.Dergacheva, K.A.Urazov. Electroreduction of Cu(II) and Se(IV) ions on vitrius carbon electrode.// Eurasian Chem.Tech.Journal.-2009.-V.11.-P.7-11.
9.М.Б. Дергачева, И.М. Дармадаса. Наноструктуры в электроосажденных пленках CdS// Материалы XXIV Российской конференции по электронной микроскопии (РКЭМ-2012), 29 мая - 1 июня 2012.г. Черноголовка.С.239
10. Dergacheva M.B., Maeva K.A., Urazov К.А.The photoelectrochemical formation of telluride and selenide thin films //63 Annual Metting of the International Society of Electrochemistry, Prague, 2012, №120351
12. I.M. Dharmadasa, D.G. Diso, O.K. Echendu, H.I. Salim, N.A. Abdul Manaf, M.B. Dergachevaa, K.A. Mita and K.A.Urazova Thin film photovoltaic solar cells with nano- and micro-rod type II-VI semiconducting materials grown by electroplating// J.«Coatings» 2014, 4(2), 282-307; doi:10.3390/coatings4020282 http://www.mdpi.com/journal/coatings
14. М.Б.Дергачева Н.Н.Гуделева К.А.Уразов . Новые преобразователи солнечной энергии в электрическую//. Журнал «Нефть и газ» 2016, №3(93), С.97-112 http://neft-gas.kz
15. M.B. Dergacheva, K.A. Urazov, G.M. Khussurova and K.A. Leontyeva. New Method of Pulsed Electrodeposition of Nanostructure of ZnS Films «Сoatings» 2016 №6(14). (MDPI (Open Access Publishing)) doi:10.3390/coatings6020014
16. М.V. Malashchonak, E.A. Streltsov, , M.B. Dergacheva, K.A. Urazov Evaluation of electroactive surface area of CdSe nanoparticles on wide bandgap oxides (TiO2, ZnO) by cadmium underpotential deposition//«Electrochemistry Communications» 2016. №72.З.176-180 Имп.ф.4,569 http://ees.elsevier.com/elecom/
17.. М. Б. Дергачева*, К. А. Уразов, А. Е. Нуртазина. Электроосаждение тонких пленок Cu2ZnSnS4//Журнал «ЭЛЕКТРОХИМИЯ», 2017, том 53, № 3, С. 1–9 DOI: 10.7868/S0424857017030033
АННОТАЦИИ
наиболее значимых научных работ за последние 5 лет
1. M.B. Dergacheva, K.A. Urazov, G.M. Khussurova and K.A. Leontyeva.
New Method of Pulsed Electrodeposition of Nanostructure of ZnS Films
The voltammetry method of analysis is used to investigate the electrochemical behavior of zinc (II) and thiosulfate (S2O2? 3) ions in acidic solutions and their electrochemical deposition onto glass coated with a conductive layer of tin oxide. It is found that electrodeposition conducted according to the two-electrode scheme using the pulse current generated bythe industrial alternating current produces sound zinc sulfide deposits. Physical and chemical properties of obtained zinc sulfide films have been characterized by using scanning electron microscope and UV spectroscopy. The "cross-section" method is used to determine the thickness of zinc sulfide film, which is equal to 140–160 nm. The obtained films have n-type conductivity.
2 М.Б.Дергачева1, К.А.Мить2, К.А.Уразов3, В.Ф.Гременок4. ЭЛЕКТРОННО-МИКРОСКОПИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТОНКИХ ПЛЕНОК CdS
Приводятся результаты исследования морфологии поверхности и оптических свойств тонких пленок CdS, осажденных на прозрачные подложки (стекло, стекло/FTO) методами химического и электрохимического осаждения. Тонкие пленки сульфида кадмия используются в качестве оптического окна в поликристаллических тонкопленочных солнечных элементах. Обнаружены плотно упакованные наночастицы сульфида кадмия, растущие на поверхности проводящего оксида. Крупные частицы 150-300нм, состоят из мелких частиц, преимущественно 20-30 нм. Тонкие слои CdS характеризуются относительно высокой величиной пропускания (?60%) в длинноволновой области поглощения (520-600 нм).
3. M. B. Dergacheva, K. A. Urazov, K. A. Leont’eva, G. M. Khusurova,N. N. Gudeleva, and V. I. Yaskevich. Electrochemical Behavior of Cu(II), Zn(II), and Sn(II) Ions in Simultaneous Reduction with Thiosulfate Ions on a Molybdenum Electrode
Electrochemical behavior of copper(II), zinc(II), tin(II) in joint reduction with thiosulfate ions on a molybdenum electrode from a citrate solution was studied. It was shown that use of sodium citrate salts as a complexing substance makes it possible to diminish the difference between the reduction potentials of the metals in their joint deposition. The results of an analysis of cyclic voltammetric curves were used to develop a method for electrochemical deposition of a Cu–Zn–Sn–S quaternary compound in a single stage from an aqueous solution on a molybdenum electrode at a constant potential.
4. НОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ
М.Б.Дергачева – док. хим. наук, проф., г. н. с., Н.Н.Гуделева – канд. хим. наук, с.н.с., К.А.Уразов-н.с. (АО «Институт топлива, катализа и электрохимии им. Д.В.Сокольского», г. Алматы, Казахстан)
ISSN 1562-2932 Журнал «Нефть и газ» 2016, №3(93), С.97-112 http://neft-gas.kz
Проведен анализ перспектив перехода Республики Казахстан к «зеленой», экологически чистой экономике и энергетике. Показана важная роль возобновляемых источников и преобладающее значение преобразования солнечной энергии. Осуществлена характеристика используемых в солнечной фотовольтаике преобразователей солнечной энергии в электрическую. Показано, что развитие солнечной фотовольтаики связано с созданием нескольких поколений преобразователей солнечной энергии в электрическую Первое поколение таких преобразователей было создано на основе монокристаллического кремния. Коммерчески более привлекательными являются поликристаллические кремниевые фотопреобразователи второго поколения, несмотря на более низкие значения КПД, так как в течение их эксплуатации они вырабатывают энергии больше, чем было затрачено на их производство. Преимуществом тонкопленочных каскадных преобразователей третьего поколения состоит в том, что при достаточно высокой эффективности преобразования тонкие пленки могут привести к значительному снижению стоимости одного ватта энергии. Использование возможностей техники электроосаждения и нанесения покрытий на большие поверхности открывает большие возможности для совершенствования процесса изготовления тонкопленочных фотоэлементов. Использование тонких пленок CdTe, CdS, CuInSe2, CuIn1-xGaxSe2, Cu2ZnSnS(Se)4 позволит резко удешевить производство и обеспечить широкое применение этих перспективных материалов для солнечных элементов с низкой стоимостью. В Казахстане имеются большие запасы сырья и развитое металлургическое производство, что благоприятно для создания конкурентно способных инновационных технологий производства полупроводниковых пленок и тонкопленочных солнечных элементов. Наличие перспективного рынка сбыта солнечных модулей в Казахстане обеспечит стабильное развитие новой отрасли энергетики.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: экология, экологически чистая экономика и энергетика, возобновляемые источники энергии, солнечная энергетика, фотопреобразователи
Size-dependent photocurrent switching has been investigated in chemical bath deposited CdSe quantum dot (QD) films with bandgaps 2.26, 2.09 and 1.81 eV (which corresponds to nanoparticles diameter of 4, 5 and 10 nm). CdSe films generate only anodic photocurrent (exhibit n-type conductivity)in the solution which contains only acceptor of photoholes (SO32- anions), whereas in polyselenide electrolyte (containing Sen2- / Se2- redox system) the process of photoelectrons transfer into the solution predominates (cathodic photocurrent, p-type). Photocurrent switching effect depends on the particle size and becomes more pronounced with decreasing of CdSe QDs size because small CdSe quantum dots with their broadened band gaps have more favorable conduction band energy for electrons injection to polyselenide anions. This fact does not play a significant role for the process of photoholes injection into the electrolyte because the position of the valence band is weakly dependent on the particle size. Therefore, anodic photocurrent is determined by other factors, primarily by the real surface area of the electrode. Underpotential deposition (UPD) of cadmium on CdSe was used in situ to estimate the real surface area of the photoelectrode, which is 1-2 orders of magnitude greater than the geometrical surface area. UPD of cadmium have revealed that CdSe surface becomes Se-terminated in polyselenide electrolyte due to the chemisorption of Se2- anions. The high roughness factor of CdSe photoelectrodes and effective charge separation at the semiconductor-electrolyte interface contribute to high external quantum efficiency of anodic photocurrent (IPCE ~ 40%).
Highlights
- CdSe QD surface selenization promotes photocurrent switching from anodic to cathodic;
- This effect becomes more pronounced with decreasing of CdSe QD size;
- Cadmium UPD on CdSe QD allows determining the real surface area of photoelectrode.
6. М. Б. Дергачева*, К. А. Уразов, А. Е. Нуртазина ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЕ ТОНКИХ ПЛЕНОК Cu2ZnSnS4
Журнал «ЭЛЕКТРОХИМИЯ», 2017, том 53, № 3, С. 1–9 DOI: 10.7868/S0424857017030033
Абстракт
Исследовано электрохимическое поведение ионов меди(II), цинка(II), олова(II) и тиосульфата (S2O3-2 ) на молибденовом электроде в растворах 0.2 М цитрата натрия (рН 6.7), а также с добавками 0.1 М винной кислоты (рН 4.6) либо 0.1 М лимонной кислоты (рН 4.7). Разработан электрохимический способ осаждения тонких пленок соединения Cu2ZnSnS4 в одну стадию при постоянном потенциале из раствора цитрата натрия с добавками винной кислоты на молибденовом электроде. Определено влияние концентраций компонентов в электролите на химический состав осаждаемых пленок Cu2ZnSnS4. Фазовый состав подтвержден с помощью рамановской спектроскопии. Исследована морфология поверхности полученных пленок с помощью сканирующей электронной и атомно-силовой микроскопии. Определены фотоэлектрохимические характеристики пленок Cu2ZnSnS4. Полученные образцы покрытий на Мо-электроде показали высокую фоточувствительность.
7 I.M. Dharmadasa, D.G. Diso, O.K. Echendu, H.I. Salim, N.A. Abdul Manaf, M.B. Dergachevaa, K.A. Mita and K.A.Urazova Thin film photovoltaic solar cells with nano- and micro-rod type II-VI semiconducting materials grown by electroplating
Materials & Engineering Research Institute, Sheffield Hallam University, Sheffield S1 1WB, UK.
aInstitute of Organic Catalysis and Electrochemistry, National Academy of Sciences of Kazakhstan, 480100 Almaty, Kazakhstan.
Low-cost electroplating has been used to deposit thin layers of ZnS buffer layers, CdS window layers,narrow bandgap CdTe absorber material as well as ZnTe and polyaniline (PAni) pinhole plugging layers. These layers were fully characterised for their structural, optical, electrical and morphological properties using X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (XRF), Raman spectroscopy, optical absorption, photoelectro-chemical (PEC) cell, scanning electron microscopy (SEM) and 3D atomic force microscopy (3D-AFM). Material characterisation reveals that the window materials grown on glass/FTO substrates consists of uni-directional and compact nano-rods and the absorber material grown on glass/FTO/CdS consists of rods or columnar-shaped grains with much larger cross-sections. Fully processed glass/FTO/buffer layer/window layer/absorber layer/metal, structures show varying photovoltaic parameters exhibiting up to 10.4% conversion efficiencies with Voc _640 mV, Jsc_40.8 mAcm-2 and FF_0.40. The excessively large Jsc values arise due to existence of rod-type material structures in nanoscale and low FF values arise due to the same reason. Leakage paths are readily formed due to the rodshaped structures existing normal to the substrate, and these should be able to be blocked with appropriate methods in order to avoid this detrimental process reducing FF. Work is progressing to improve reproducibility of device processing and the results to date are reported in this paper.
биографические данные и фото выдающихся ученых и специалистов России
Код для размещения на сайте:
Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания”
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)
